Granjas verticales con su suelo libre, Los entornos controlados por computadora pueden parecer ciencia ficción. Pero hay un creciente argumento ambiental y económico para ellos, según una nueva investigación que establece formas radicales de poner comida en nuestros platos.

El estudio interdisciplinario que combina biología e ingeniería establece pasos para acelerar el crecimiento de esta rama de la agricultura de precisión, incluido el uso de aeroponía que utiliza aerosoles enriquecidos con nutrientes en lugar de suelo.

Realizado por el Centro John Innes, la Universidad de Bristol y el proveedor de tecnología aeropónica LettUs Grow, el estudio identifica las áreas de investigación futuras necesarias para acelerar el crecimiento sostenible de la agricultura vertical utilizando sistemas aeropónicos.

Dr. Antony Dodd, un líder de grupo en el Centro John Innes y autor principal del estudio, dice:"Al incorporar conocimientos biológicos fundamentales en el contexto de la física del cultivo de plantas en aerosol, podemos ayudar a que el negocio agrícola vertical sea más productivo con mayor rapidez, mientras se producen alimentos más saludables con menos impacto ambiental ".

Jack Farmer, Director científico de LettUs Grow y uno de los autores del estudio, agrega:"El cambio climático solo aumentará la demanda de esta tecnología. Es probable que los cambios proyectados en los patrones climáticos regionales y la disponibilidad de agua impacten pronto en la productividad agrícola. La agricultura vertical ofrece la capacidad de producir cultivos nutritivos de alto valor de una manera resistente al clima. todo el año, demostrando un flujo de ingresos confiable para los productores ".

La agricultura vertical es un tipo de agricultura de interior donde los cultivos se cultivan en sistemas apilados con agua, la iluminación y las fuentes de nutrientes se controlan cuidadosamente.

Es parte de un sector en rápido crecimiento apoyado por inteligencia artificial en el que se enseña a las máquinas a gestionar las tareas hortícolas del día a día. Se espera que la industria crezca anualmente en un 21% para 2025 según un pronóstico comercial (Grand View Research, 2019).

Los beneficios ecológicos incluyen un mejor uso del espacio porque las granjas verticales se pueden ubicar en ubicaciones urbanas, menos millas de comida, aislamiento de patógenos, reducción de la degradación del suelo y recuperación y reciclaje de nutrientes y agua.

Las granjas verticales también permiten la consistencia del producto, estabilización de precios, y cultivo en latitudes incompatibles con ciertos cultivos como el desierto o el ártico.

"Los sistemas verticales nos permiten ampliar el rango de latitud en el que se pueden cultivar los cultivos en el planeta, desde los desiertos de Dubai hasta los días de invierno de 4 horas en Islandia. De hecho, si estuviera cultivando cultivos en Marte, necesitaría usar este tipo de tecnología porque no hay suelo, "dice el Dr. Dodd.

El estudio, que aparece en la revista Nuevo fitólogo , establece siete pasos:áreas estratégicas de investigación futura necesarias para sustentar el aumento de la productividad y la sostenibilidad de las granjas verticales aeropónicas.

Estos buscan comprender:

Por qué el cultivo aeropónico puede ser más productivo que el cultivo hidropónico o en suelo.

La relación entre el cultivo aeropónico y los ritmos circadianos de las plantas de 24 horas.

Desarrollo radicular de una variedad de cultivos en condiciones aeropónicas.

La relación entre el tamaño de las gotas de aerosol y la deposición y el rendimiento de la planta.

Cómo podemos establecer marcos para comparar tecnologías agrícolas verticales para una variedad de cultivos.

Cómo los métodos aeropónicos afectan las interacciones microbianas con las raíces de las plantas.

La naturaleza del reciclaje de los exudados de las raíces (fluidos secretados por las raíces de las plantas) dentro de las soluciones de nutrientes de los sistemas aeropónicos cerrados.

El informe sostiene que un impulsor de la innovación tecnológica en las granjas verticales es minimizar los costos de operación y maximizar la productividad, y que la inversión en investigación biológica fundamental tiene un papel importante.

El área de investigación del Dr. Dodd cubre los ritmos circadianos, relojes biológicos que alinean la fisiología vegetal y los procesos moleculares con el ciclo diario de luz y oscuridad. Recientemente completó una beca de la industria de la Royal Society de un año con LettUs Grow.

Esto implicó combinar la experiencia del Dr. Dodd en ritmos circadianos y fisiología vegetal con el trabajo del equipo de biólogos e ingenieros de LettUs Grow para diseñar regímenes óptimos de cultivo aeropónico. Esta es un área clave de investigación, ya que estos temporizadores internos moleculares funcionarán de manera diferente en granjas verticales.

Las plataformas aeropónicas se utilizan a menudo para cultivar cultivos de alto valor como ensaladas, pak choi, hierbas, pequeños cultivos de brassica, brotes de guisantes y brotes de frijol. LettUs Grow también está trabajando en regímenes de crecimiento para cultivos de fructificación y enraizamiento como fresas y zanahorias, así como la propagación aeropónica de árboles tanto para frutales como para silvicultura.

Los investigadores del Centro John Innes han creado una línea de brócoli adaptada para crecer en interiores para un gran supermercado y uno de los objetivos de la investigación será probar cómo podemos ajustar genéticamente más cultivos para que crezcan en el espacio controlado de las granjas verticales.

Bethany Eldridge, un investigador de la Universidad de Bristol que estudia las interacciones entre las raíces y el medio ambiente y primer autor del estudio agrega:"Dado que se informa que el 80% de las tierras agrícolas en todo el mundo tienen una erosión moderada o severa, La capacidad de cultivar cultivos en un sistema sin suelo con un mínimo de fertilizantes y pesticidas es ventajosa porque brinda la oportunidad de cultivar en áreas que enfrentan la erosión del suelo u otros problemas ambientales, como la proliferación de algas en cuerpos de agua locales que pueden haber sido impulsadas por métodos tradicionales, a base de suelo, agricultura."

Lilly Manzoni, Jefe de Investigación y Desarrollo en LettUs Grow y uno de los autores del estudio dice:"Este artículo es único porque es más amplio que un artículo típico de investigación de plantas, combina la experiencia de ingenieros, científicos de aerosoles, biólogos de plantas y horticultores. Lo maravilloso de la agricultura y aeroponía en ambientes controlados es que es verdaderamente interdisciplinaria "